土石坝运输系统

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1、1.1.运输模型面板堆石坝运输系统的研究背景是：工程总体料场规划和道路布置已经确定，但整个施工过程中不同的时段所填筑的部位、使用的供料源（可能是建筑物开挖、中转料场、开采料场等）、配置的机械、经过的道路、当时的水文气象、施工条件等都不同。总的来说，运输系统由若干条时空中的供料线编织组成，每条供料线所包含的元素有：供料源、经过的道路、受料源、开挖机械、运输机械等，道路有道路的特征参数，机械有其性能参数。供料线的运行由装料、重车运行、卸料、空返等一系列的活动不断循环构成。供料线的条数由工程自身条件和土石方调配的结果确定，不同的时段使用不同的供料线。本课题的运输系统主要解决两个问题，第一，已知

2、一条供料线，模拟它的整个运行过程，得出反应系统性能的参数指标，如上坝强度、道路繁忙程度、机械利用情况等，即给出机械推求坝体填筑工期，文中称为供料线回路模块；第二，根据土石方调配的计算结果配置挖运设备，即给出工期推求机械。1.1.1.1.1.供料线回路上坝堆石坝供料线的运行过程是一个随机排队循环服务系统。自卸汽车是流动实体，也即顾客，装载机（或反铲挖掘机）是服务台，为顾客装料，装料之后自卸汽车进入重行、卸料环节，装载机为其后的顾客继续服务，每辆自卸汽车卸料之后都会空返回来，周而复始。系统考虑供料点处的排队过程，供料点处的排队又分为单服务台和多服务台两种工况，当一个供料点处有多台装载机时，平

3、均分配顾客的数量，不考虑服务台之间的干扰，即一个服务台的顾客不会跑到另一个服务台前面排队。卸料点的个数随着填筑过程的变化而不断变化，对于粉煤灰、垫层、过渡区等水平宽度较小的工作面只能提供一个卸料点，对于堆石区卸料点的个数主要受坝面流水施工组织的影响，本课题假设坝面有足够多的卸料点因而卸料不需要排队（实际上卸料点排队会影响施工效率，为避免模拟效率高于实际效率则把卸料时间取得偏大）。系统考虑随机因素，据统计，自卸汽车装料时间服从正态分布，卸料时间服从负指数分布，重车运行和空车返回的运行速度服从均匀分布，重行和空返的时间再根据路程和速度来计算。随机变量由均值、方差和分布函数计算而得，各种分布类

4、型在这里不进行详述[39-41]。关于道路长度的计算，包括三部分：场内施工道路、上坝施工道路、坝内临时施工道路。场内施工道路指供料源到上坝前岔口处的道路，一般是固定值。面板堆石坝上坝施工道路在施工期间随着坝体上升以“之”字形进行布置，其长度是随坝体填筑高程发生变化的，可以计算求得。坝内临时施工道路长度是指从坝面入口进入至卸料点的距离。由于随着坝体填筑高程的升高，坝面入口位置不断发生变化，卸料点也随着填铺过程不断发生变化，因此，其道路长度难以确定，在仿真模型中不另外单独考虑，而是将其考虑到卸料过程中，也就是卸料时间包含了坝上的行驶时间。图4.1供料线回路模块供料线回路上坝的模拟过程如图4.

5、1。首先初始化供料线的边界条件，如装载机的数量，自卸汽车的数量，随机产生自卸汽车的到达时间，自卸汽车的初始子时钟值即他们的到达时间，服务台的初始子时钟值为0，初始排队队列中没有元素，还有道路的情况，机械性能参数等。然后，判断队列长度是否大于等于1，如果是则找出最先到达的自卸汽车进行服务；如果否则说明服务台处于等待状态，这时将服务台时钟推进到即将到达的自卸汽车的子时钟，并将该车归入排队队列，如果自卸汽车比较少，最后一辆车服务完的时候第一辆车还没回来就可能发生这种情况。紧接着进入装料环节，计算装料时间，推进装载机、自卸汽车子时钟，统计其它顾客的等待时间。离开装料点，进入重行环节，将自卸汽车从

6、排队队列中移除，推进自卸汽车子时钟，统计道路行车密度。到达坝面，进行卸料，推进自卸汽车子时钟，统计卸料车数。空返，推进自卸汽车子时钟。扫描所有未进入队列的顾客，判断服务台子时钟是否大于等于顾客子时钟，如果是则将自卸汽车依次归入队列，然后统计上坝强度、服务台忙期、平均排队等待时间、机械利用率、道路行车密度等特征参数，运输过程中如果自卸汽车比较多则可能第一队顾客还没服务完的时候第一辆出去的车就已经回来了，那么就会发生这种情况；如果否则将直接统计上述参数，自卸汽车不归队，因为此时顾客还没有回到服务台。如此循环直到达到系统运行时间。本课题主要模拟日强度，一日的有效工作时间为20个小时。整个施工过

7、程模拟若干条供料线回路上坝就可以得出系统的运行过程，上述模型可以较准确地模拟运输系统的排队循环过程，在编程实现上也是一种较优的算法。实践证明，模型的计算结果符合客观规律。1.1.1.机械配置供料线回路模块是整个运输系统的基础，可以模拟不同机械型号和数量匹配下的系统运行过程，统计上坝强度，预知系统特征。利用供料线回路模块还可以进行机械配置和优化，这是运输系统的第二大内容，也是运输系统与土石方调配系统的联系之所在。经过土石方调配，可以得